Historie počítačů I. – počítačový pravěk

15. 10. 2008

Vývoj počítačů začal asi 35 tisíc let před naším letopočtem. Z této doby se zachoval první primitivní počítací stroj - lýtková kost paviána s 29 zářezy, které naznačují sčítání dnů v měsíčním cyklu. Nalezena byla v lebombských horách v jižní části Afriky. Některé kmeny v této oblasti používají kosti ke sčítání dodnes.

Powered by kolečko

První generace přenosných počítačů spatřila světlo světa v Sumerské říši, ale nezávisle se objevila u mnoha dalších civilizací. První notebooky nesly název Abakus a dokázaly sčítat a odčítat ve více řádech. Vyvinuli ho postupně v Mezopotámii, Egyptě, antickém Řecku a Římě, Číně (Suanpan), Indii (pod názvem Shunya), Koreji (Jupan), Japonsku (Soroban), Rusku (Sčot) a aztécké civilizaci (Nepohualtzintzin). Ve vyučování na školách se abaky, tedy kuličková počítadla, v nejrůznějších oblastech světa stále drží. Příkladem může být Čína a Rusko.

První třída počítačů: kost z Ishanga

Antika zdokonalila hlavně nezbytnou softwarovou výbavu. Řečtí vědci se sice zasekli u trojúhelníku, vzápětí ale jejich produkce matematických, fyzikálních i astronomických zákonů vzrostla do takové míry, že nejméně dalších tisíc let nenašli konkurenci. Řekové prosluli množstvím mechanických hraček (automatické divadlo), pro počítání nicméně stále sloužil abakus.

Někdy mezi roky 150 a 100 před Kristem se objevil první stroj, označovaný jako mechanický počítač: antikythérský mechanizmus (podle řeckého ostrova Antikythéros, kde byl objeven vrak lodi). Podle dnešních poznatků sloužil k výpočtu polohy vesmírných těles. Mechanizmus se skládal se z více než třiceti ozubených koleček seřazených v rovnostranných trojúhelnících a na svou dobu byl skutečně miniaturní. Zajímavé je, že mechanizmus je nejspíš založen na heliocentrickém principu (tedy Země obíhá kolem Slunce), kterému se v Evropě začalo dařit až o osmnáct století později.

Když se v polovině prvního tisíciletí římská říše rozpadla, vývoj se přesunul dál na východ do arabského světa, ale priority zůstaly stále stejné: objevování matematických a mechanických principů. Vrcholem se staly práce Al-Jazariho, který na počátku třináctého století přišel s návrhem na programovatelnou loutku. Jeho řešení bylo o to přínosnější, že se figurka měla pohybovat použitím mechanických součástek, nikoliv kouzel.

Mechanické madony

Co se nepovedlo Al-Jazarímu ve třináctém století, nepovedlo se ani Leonardovi da Vinci ve století patnáctém. Projekt robota ztroskotal, přesto florentský všeuměl k vývoji výpočetní techniky přispěl. Mezi vynalézáním válečných mašin, pitváním lidských těl a malováním madon si našel čas na nákres stroje, který měl pravděpodobně sloužit k mechanickému sčítání a odčítání. Jako většina jeho díla, i tento nákres byl ve své době zavržen. Když se podle něj v roce 1968 pokusili bostonští vědci tuto kalkulačku sestavit, fungovala.

Návrh Leonarda da Vinci, podle kterého téměř vznikl první mechanický počítač. Funkčnost byla prakticky ověřena v roce 1968

Generace mechanických stolních kalkulaček v letech 1623 až 1671 nepřinesla proti Leonardovu víc než staletému designu mnoho nového, „mediálně" i komerčně však byla úspěšnější. První byl Wilhelm Schickard z města Tübingen na území dnešního Německa. Kolečkový mechanizmus pod názvem Počítací strojek dovedl sčítat a odčítat až šest řádů: na každém ze šesti kotoučků byla čísla od nuly do devítky, při otočení celého kotoučku se přenesl mechanický pohyb o kolečko dál, tedy k dalšímu řádu. Při přetečení do sedmého řádu zazvonil zvonek. Stejný princip se ostatně používá v mechanických přístrojích dodnes.

Kotoučový mechanický počítač uměl sčítat a odčítat. Šest koleček, šest řádů

V roce 1642, o necelých dvacet let později, sestavil svoji Pascalinu i francouzský fyzik Blaise Pascal; nepřinesl sice nic nového, ale strojek dostal mezi lidi. Po dalších třiceti letech, v roce 1671, vznikl nejpokročilejší zástupce této třídy počítačů. Nazýval se Krokový počítač, vznikl v dílně fenomenálního německého matematika Gottfrieda Leibnize a uměl i násobit.

Počítat umí a strašně funí

Mechanickým kalkulačkám chybělo k dokonalosti už jen jedno: nedaly se naprogramovat. Přesně to si vzal na paškál angličan Charles Babbage, jehož stroj bývá označován za přímého předchůdce moderních počítačů. V době, kdy se počítačem označoval člověk, který počítal matematické a astronomické tabulky, šlo o skutečný zázrak.

První Babbagův stroj pouze propojoval mechanické kalkulačky s parním motorem. Dokázal spočítat sérii příkladů, skládal se ale ze 25 tisíc částí, vážil 13 600 kilogramů, měřil na výšku 2,4 metry a při počítání strašlivě funěl. Později vynálezce přidal periferii pro „tisk" výstupu.

Zajímavější je jeho druhý přístroj. Krátce po roce 1824, kdy za svůj stroj získal zlatou medaili Královské astronomické společnosti, se pustil do vývoje analytického motoru. Ten sice nikdy nevznikl, ale v historii počítačů zaujímá unikátní místo díky tomu, že měl být programovatelný. Instrukce i data ke zpracování se do něj měly dostávat v podobě děrných štítků. Na těch mohly být tři typy dat: aritmetické operace, číselné konstanty a o instrukce pro ukládání nebo načítání z paměti. Návrh počítal s pamětí na tisíc čísel o padesáti cifrách. Aritmetická jednotka (procesor) měla zvládat všechny čtyři základní operace, plus srovnání a odmocňování.

Londýnské Muzeum vědy dalo analytický motor dohromady podle původních nákresů v roce 1991. Později přidalo ještě tiskárnu. Babbage by měl radost - všechno funguje bez chybičky.

Programovatelný předchůdce dnešních počítačů, Analytical machine Charlese Babbage, sestavený až v roce 1991

Prvním programátorem byla žena: Ada Lovelace (1815-1852), dcera lorda Byrona. Znala se s Charlesem Babbagem a pro jeho analytický stroj vytvořila například „program" pro výpočet Bernoulliho čísel. Podle ní byla nazván programovací jazyk Ada z roku 1979